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Mischeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischeinrichtung
zum Zumischen eines ersten Strömungsmediums, vorzugsweise einer Flüssigkeit, zu
einem zweiten Strömungsmedium, vorzugsweise Luft, die beide unter Druck stehen,
insbesondere zum Zumischen einer Schmier-, Reinigungs- und/oder Defrostflüssigkeit
zu der Druckluftwerkzeugen zugeführten Druckluft, mit einem Gehäuse, das von einem
das zweite Strömungsmedium hindurchführenden Hauptkanal durchzogen ist, und mit
einer mit dem Hauptkanal in Verbindung stehenden, das erste Strömungsmedium zurührenden
Strömungsleitung mit einer Absperr- und Dosiervorrichtung, die ein unter Druck selbsttätig
öffnendes Sperrventil aufweist, wobei die Strömungsleitung mit einem das erste Strömungsmedium
enthaltenden Druckbehälter verbindbar ist, der vorzugsweise über eine einen Teil
des zweiten Strömungsmediums in diesen hinein abzweigende Druckleitung unter Druck
setzbar ist.
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Eine Mischeinrichtung dieser Art ist bei einer transportablen Vorrichtung
zum Schmieren, Reinigen und/oder Defrosten von Druckl uftverbrauchern, insbesondere
Druckl uftwerkzeugen, bekannt. Die Vorrichtung ist z.B. auf einem separaten Wagen
fahrbar oder direkt am Kompressor, der die Druckluft erzeugt, angebracht. Sie weist
einen hochgelagerten Druckbehalter, der in eine Kammer mit Reinigungsflüssigkeit
und eine Kammer mit Schmierflüssigkeit unterteilt ist, ferner unterhalb des Druckbehälters
ein Flüssigkeitsrohr und unterhalb des Flüssigkeitsrohres den als Druckluftrohr
ausgebildeten Hauptkanal auf, von dem eine Druckluftabzweigleitung, die mittels
eines- Sperrventiles beherrscht wird, abgeht und von oben her in die beiden Kammern
des Druckbehdlters
einmündet, so daß der Arbeitsdruck im Hauptkanal
bei geöffnetem Sperrventil auf der Flüssigkeitsoberfläche in den beiden Kammern
wirkt. Das Flü.ssigkeitsrnhr ist an jede Kammer über einen angesetzten Rohrstutzen
angeschlossen. Jeder Rohrstutzen besitzt ein Sperr- und Umschaltventil, die beide
gemeinsam betätigbar sind, und zwar zu dem Zweck, um entweder Reinigungsflüssigkeit
oder Schmierflüssigkeit aus der jeweiligen Kammer in das Flüssigkeitsrohr einfließen
zu lassen. An den Hauptkanal sind mehrere separate Entnahmestellen in Form von Zapfstellen
zum Anschluß einzelner Druckluftwerkzeuge angeschlossen, wobei jede Entnahmestelle
über einen Absperrhahn absperrbar ist. Das Flüssigkeitsrohr ist mit jeder Entnahmestelle
jeweils über eine separate Strömungsleitung mit Absperr- und Dosiervorrichtung verbunden.
Soll ein Druckluftwerkzeug während des Betriebes gereinigt oder geschmiert werden,
so muß das Sperrventil in der Druckluftabzweigleitung geöffnet, sodann das Sperr-
und Umschaltventil in den beiden Rohrstutzen auf die Kammer mit Reinigungs- oder
Schmierflüssigkeit umgeschal tet, der Absperrhahn der zugeordneten Zapfstelle geöffnet
und schließlich die Absperr- und Dosiervorrichtung der betreffenden Zapfstelle geöffnet
und auf die gewünschte Dosierung eingestellt werden. Dann wird dem zum Druckluftwerkzeug
führenden Druckluftstrom die betreffende Flüssigkeit zugemischt und dieses Gemisch
dem Druckluftwerkzeug zur Reinigung bzw. Schmierung zugeführt. Mit dieser Vorrich
tung ist neben der Reinigung und Schmierung auch ein Defrosten erreichbar, und zwar
ohne Arbeitsunterbrechung. Der Werkzeugverschleiß wird gemindert, was zu einer Leistungserhöhung
und zu längerer Lebensdauer und auch zu einer gewissen Geräuschverminderung im Betrieb
des Druckluftwerkzeuges führt.
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Bei dieser bekannten Mischeinrichtung sind u.a. der hohe konstruktive
Aufwand, ferner die außerordentlich großen Bauabmessungen, das große Gesamtgewicht
und natürlich der hohe Preis von Nachteil. Der Hauptkanal selbst dient nicht als
unmittelbare Versorgungsleitung fUr die Druckluftwerkzeuge mit Druckluft, sondern
vielmehr allein dazu, den einzelnen daran angeschlossenen Strömungsleitungen über
einen Verbindungskanal zwischen Hauptkanal und Strömungsleitung die Druckluft zuzuführen.
Dabei mündet der Verbindungskanal, in Strömungsrichtung des ersten Strömungsmediums
( Flüssigkeit ) gesehen, zwischen Dosiervorrichtung und Absperrvorrichtung in die
Strömungsleitung ein. Das Sperrventil der Absperrvorrichtung wird somit über den
Druck des
zweiten Strömungsmediums ( Luft ) im Hauptkanal, Verbindungskanal
und in der Strömungsleitung geöffnet, wonach das zweite Strömungsmedium ( Luft )
über den Verbindungskanal in die Strömungsleitung eintreten kann, und zwar, in Strömungsrichtung
des ersten Strömungsmediums ( Flüssigkeit ) gesehen, hinter der dosierten Zuführung
des ersten Strömungsmediums ( Flüssigkeit ). Dies bedeutet, daß möglicherweise die
dosierte Zuführung des ersten Strömungsmediums ( Flüssigkeit ) vor der Vermischung
mit dem zweiten Strömungsmedium ( Luft ) gegen letzteres gewissermaßen ankämpfen
muß. Ist der Druck, mit dem das erste Strömungsmedium ( Flüssigkeit ) die Dosiervorrichtung
verläßt, geringer als derjenige, mit dem das zweite Strömungsmedium ( Luft ) über
den Verbindungskanal in die Strömungsleitung einströmt, was sich durch mitunter
auftretende kleine Leckstellen kaum vermeiden läßt, dann wird evtl. das erste Strömungsmedium
( Flüssigkeit ) infolge des höheren Druckes des zweiten Strömungsmediums ( Luft
) möglicherweise entgegen der gewollten Strömungsrichtung in der Strömungsleitung
gedrückt, so daß dann die Gefahr besteht, daß eine Vermischung, insbesondere mit
angestrebter Feindosierung und Zerstäubung, gar nicht erfolgt. Die Mischeinrichtung
dieser bekannten Vorrichtung ist aufwendig, ferner besteht die Gefahr einer evtl.
Fehlfunktion im Betrieb. Von Nachteil ist natürlich ferner, daß für jede einzelne
Zapfstelle eine besondere Strömungsleitung, jeweils mit eigener Dosier-und Absperrvorrichtung,
vorgesehen ist, was außerordentlich aufwendig und teuer ist.
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Die Dosier- und Absperrvorrichtung selbst ist im übrigen sehr störungsanfullig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischeinrichtung der
eingangs definierten Gattung zu schaffen, die außerordentlich einfach und daher
billig aufgebaut ist, kompakte Bauabmessungen besitzt und die betriebssicher ist,
dabei jedoch eine gute und gleichmdßige Zumischung des ersten Strömungsmediums,
vorzugsweise einer F lussigkei t, zum zweiten Strömungsmedium, vorzugsweise Luft1
ermöglicht.
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Die Aufgabe ist bei einer Mischeinrichtung der eingangs genannten
Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Strömungsleitung mit ihrem das erste
Strömungsmedium zuführenden Ende, das erste Strömungsmedium direkt in den Hauptkanal
abgebend, in den Hauptkanal einmündet, daß die Absperr- und Dosiervorrichtung1in
Strömungsrichtung
des ersten Strömungsmediums gesehen'vor oder an dem in den Hauptkanal einmündenden
Ende der Strömungsleitung angeordnet ist, daß das Sperrventil als unter dem Druck
des ersten Strömungsmediums innerhalb der Strömungsleitung selbsttätig öffnendes,
federbelastetes Kugelventil ausgebildet ist und daß die Dosiervorrichtung eine dem
Kugelventil in Strömungsrichtung nachgeordnete Düse, vorzugsweise Zerstäuberdüse,
aufweist. Hierdurch ist erreicht, daß im Hauptkanal selbst die unmittelbare Führung
des zweiten Strömungsmediums, z.B. Luft, erfolgt. Der Hauptkanal kann z.B.
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als Längsbohrung eines rohrförmigen kleinen Gehäusestückes ausgebildet
werden, das -für den eingangs erläuterten Einsatzzweck - unmittelbar an den Druckluftausgang
eines Kompressors angesetzt wird und an dessen anderem Ende der oder die Druckluftabsperrhähne
mit Schlauchanschlüssen zum Anschließen der zu den Druckluftwerkzeugen führenden
Schläuche ansetzbar sind. Das Gehäuse ist somit als sehr kleines und billiges Rohrzwischenstück
gestaltbar, das einfach zwischen den Kompressorausgang und die Druckluftanschlüsse
zwischenschaltbar ist. Über die Strömungsleitung, z.B. in Form eines einfachen Querkanaleslwird
das erste Strömungsmedium, beispielsweise eine Schmier-, Reinigungs- und/oder Defrostflüssigkeit,
unmittelbar in den Arbeitsstrom des Hauptkanales eindosiert und mit diesem mitgerissen,
verwirbelt und vermischt. Dadurch, daß das Sperrventil in der Strömungsleitung unter
dem Druck des ersten Strömungsmittels, z.B. Flüssigkeit, selbst öffnet, wird ein
betriebssicheres Verhalten erreicht.
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Dies wird noch dadurch gesteigert, daß die Dosiervorrichtung in Form
der Düse, vorzugsweise Zerstäuberdüse, diesem Sperrventil in Strömungsrichtung nachgeschaltet
ist.
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Daher wird erst der Strömungsweg fUr das erste Strömungsmedium, vorzugsweise
Flüssigkeit, freigegeben, wenn dieses erste Strömungsmedium bei entsprechendem Druck
das Sperrventil öffnet, und erst danach die Dosierung über die Düse bewirkt.
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Von Vorteil ist es, wenn die Düse in der Strömungsleitung austauschbar
angeordnet, z.B. eingeschraubt ist. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß die
Düse am in den Hauptkanal einmündenden Ende der Strömungsleitung angeordnet ist,
vorzugsweise über diese hinaus in den Hauptkanal hinein vorsteht, wodurch die Düse
mit dem vorstehenden Teil innerhalb des Hauptkanales einen Strom mit Wirbelbildung
erzeugt, so
daß das zudosierte erste Strömungsmedium, z.B. Flüssigkeit,
mit dem Strom im Hauptkanal mitgerissen und sehr gut und fein verteilt vermischt
wird. Die Düse kann als in die Strömungsleitung eingeschraubtes Zylinderstück ausgebildet
sein, das eine sich in Strömungsrichtung verjüngende Längsdüsenbohrung aufweist.
Diese Gestaltung ist konstruktiv besonders einfach und billig. Das Zylinderstück
besteht z.B. aus Kunststoff. Es können Zylinderstücke mit unterschiedlich großen
Düsenbohrungen bereitgestellt werden. Ihr Einbau ist problemlos, auch im Falle eines
Austauschs bei Wartung oder Reparatur.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Düse innerhalb
der Strömungsleitung eine feste Düsenbohrung und eine in die Düsenbohrung drehverstellbar
mehr oder weniger tief hineinragende, stufenlos verstellbar gehaltene Düsennadel
aufweist. Hierdurch ist eine stufenlose Einstellung der Düsenbohrung und damit der
Dosierung ermöglicht, und zwar mit einfachen, billigen Mitteln.
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Die Strömungsleitung kann eine in den Hauptkanal einmündende Querbohrung
im Gehäuse aufweisen, innerhalb der die Düse angeordnet ist. Dies kann eine separate
Querbohrung sein, die nur zur Aufnahme der Düse dient. Dadurch ist es möglich, die
Düse im Bedarfsfall schnell auszuwechseln, ohne andere Teile demontieren zu müssen.
Ersatzdüsen können in besonderen, eigens hierfür vorgesehenen Bohrungen im Gehäuse
griffbar enthalten sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß
die Strömungsleitung im Gehäuse einen Querbohrungsabschnitt aufweist, der mit der
Querbohrung in Verbindung steht, daß in den Querbohrungsabschnitt ein für den Anschluß
einer das erste Strömungsmedium führenden Zuleitung eingerichtet er Leitungsanschlußstopfen
eingesetzt ist, daß das innerhalb des Q uerbohrungsabsch ni tts angeordnete Austrittsende
des Leitungsanschlußstopfens als von der Kugel des Kugelventiles beherrschbare Ventilsitzöffnung
ausgebildet ist und daß innerhalb des Querbohrungsabschnitts die Schließfeder und
die Kugel des Kugelventiles derart angeordnet sind, daß die Kugel mittels der Schließfeder
in zur Strömungsrichtung des ersten Strömungsmediums entgegengesetzter Richtung
gegen die Ventilsitzöffnung drückbar ist. Durch diese Gestaltung sind also die
Bohrung,
in der die Düse eingesetzt ist, und diejenige, in der das Kugelventil enthalten
ist und an die die vom Druckbehälter das erste Strömungsmedium, z.B. Flüssigkeit,
heranführende Zuleitung anschließbar ist, voneinander räumlich getrennt, strömungstechnisch
jedoch verbunden. Die räumliche Trennung dient der Betriebssicherheit und einfachen
Wartung, denn zum Auswechseln der Düse in der Querbohrung braucht lediglich der
diese Querbohrung nach außen dicht verschließende Blindstopfen entfernt und die
Düse herausgeschraubt zu werden. Die Zuleitung vom Druckbehälter braucht hingegen
nicht abmontiert und auch das Kugel ventil im Querbohrungsabschnitt nicht demontiert
zu werden, wobei sonst dessen Einzelteile evtl. beschädigt oder gar verloren werden
könnten. Im übrigen ist die Gestaltung dieses Kugelventiles außerordentlich einfach,
unter anderem deswegen, weil das Durchflußende des Leitungsanschlußstopfens selbst
die Ventilsitzöffnung bildet. Hat das an diesem Durchflußende anstehende erste Strömungsmedium
einen ausreichenden Druck, der über der Federkraft der Schließfeder liegt, dann
wird die Kugel von der Ventilsitzöffnung abgehoben, so daß das erste Strömungsmedium,
z.B. Flüssigkeit, in den Querbohrungsabschnitt einströmen und weiter zur Düse hinströmen
kann. Dieses Sperrventil dient der Betriebssicherheit. Bei Umkehrung der Strömungsrichtung
schließt es selbsttätig. Es vermeidet ferner eine Zuströmung des ersten Strömungsmediums,
z.B. Flüssigkeit,bei einem Druck unterhalb der Schließkraft der Schließfeder, z.B.
ein einfaches Zufließen der Flüssigkeit.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß
die Querbohrung und der Querbohrungsabschnitt mit Abstand nebeneinander und vorzugsweise
etwa parallel zueinander angeordnet und über einen Stichkanal im Gehäuse miteinander
verbunden sind, der in Strömungsrichtung und bei sich in Schließstellung befindlicher
Kugel des Kugelventiles gesehen hinter dieser in den Querbohrungsabschnitt und vor
der Düse in die Querbohrung einmündet. Diese Gestaltung ist fertigungstechnisch
äußerst einfach, da lediglich entsprechende Bohrungen in das Gehäuse eingearbeitet
werden müssen.
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Bei einer anderen Ausführungsform sind die Querbohrung und der Querbohrungsabschnitt
in einer Flucht und Verlängerung zueinander angeordnet. Hierbei kann es von Vorteil
sein, wenn die Düse innerhalb eines Abschnitts sitzt, der rechtwinklig zur Längsmittelachse
der
Querbohrung und des Querbohrungsabschnitts verläuft und z.B. vom Hauptkanal her
zugänglich ist, so daß auch hierbei die Düse ausgewechselt werden kann, ohne daß
die Zuleitung und der Leitungsanschlußstopfen sowie das Kugelventil demontiert werden
müssen.
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Es versteht sich, daß die Druckleitung, die zum Druckbehälter führt
und das darin enthaltene erste Strömungsmedium, vorzugsweise Flüssigkeit, unter
Druck setzt, eine vom System unabhängige Leitung sein kann.
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Von Vorteil ist es jedoch, wenn die Anordnung so getroffen ist, daß
im Gehäuse in Abstand von der Querbohrung und dem Querbohrungsabschnitt ein einen
Teil des zweiten Strömungsmediums aus dem Hauptkanal abzweigender Druckkanal angeordnet
ist, der mit einem Ende in den Hauptkanal einmündet und in den am anderen Ende ein
Druckleitungsanschlußstopfen eingesetzt ist, der für den Anschluß der einen Teil
des zweiten Sturz mungsmediums abzweigenden und in den Druckbehälter führenden Druckleitung
ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, daß ein Teil des zweiten Strömungsmediums,
z.B. der Arbeitsdruckluft, im Hauptkanal aus diesem abgezweigt und über die Druckleitung,
z.
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B. einen flexiblen Schlauch, zum Druckbehälter hingeführt wird. Diese
Gestaltung ist billig und einfach. An den Druckleitungsanschlußstopfen ist die zum
Druckbehälter führende Druckleitung anschließbar. Von letzterem führt dann die Zuleitung,
z.B. in Form eines flexiblen Schlauches, zum Leitungsanschlußstopfen des Gehäuses
und zur Strömungsleitung. Die gesamte Einrichtung besteht dann aus dem rohrförmigen
Gehäuse, dem Druckbehälter sowie schlauchförmiger Zuleitung und Druckleitung. Diese
Einheit ist von den Bauabmessungen her außerordentlich klein und hinsichtlich des
Gestehungspreises außerordentlich billig.
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Das eine Ende des Druckkanals kann, in Strömungsrichtung des zweiten
Strömungsmediums innerhalb des Hauptkanales gesehen, entweder hinter oder vorzugsweise
vor dem in den Haupt kanal einmündenden Ende der Strömungsleitung in den Hauptkanal
einmUnden. Beides ist möglich, die letztgenannte Anordnung in der Regel vorzuziehen.
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Innerhalb des Druckkanals kann ein unter Druck in diesem selbsttätig
öffnendes, federbelastetes Sperrventil angeordnet sein. Hierbei kann die Anordnung
so getroffen sein, daß das Sperrventil als Kugelventil ausgebildet ist, daß der
Druckkanal im Inneren eine Ventilsitzöffnung aufweist, die von der Sperrkugel des
Kugelventiles beherrschbar ist, und daß die Sperrkugel und deren zugeordnete Rückstellfeder
im Druckkanal derart angeordnet sind, daß die Sperrkugel mittels der Rückstellfeder
in zur Strömungsrichtung des vom Hauptkanal in den Druckkanal abgezweigten zweiten
Strömungsmediums entgegengesetzter Richtung gegen die Ventilsitzöffnung drückbar
ist. Durch dieses Sperrventil wird der Zustrom in den Druckkanal und von diesem
über die Druckleitung zum Druckbehälter hin nur freigegeben, wenn der Druck des
aus dem Hauptkanal abgezweigten zweiten Strömungsmediums, z.B. Druckluft, über der
Schließkraft der RUckstellfeder liegt. Bei Umkehrung der Strömungsrichtung schließt
das Sperrventil selbsttätig.
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Von Vorteil kann es sein, wenn die Kugel des Kugelventiles in der
Strömungsleitung und/oder die Sperrkugel des Kugelventiles im Druckkanal aus Kunststoff
bestehen und vorzugsweise gleich große Durchmesser besitzen. Die Gestaltung in Kunststoff
sichert die Betriebsfähigkeit sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen,
da dadurch selbst bei extremen Temperaturen ein Klemmen der Kugeln ausgeschaltet
ist. Die Gestaltung der Kugeln mit gleich großen Durchmessern vereinfacht den Aufwand
und die Lagerhaltung fUr evtl. Ersatzteile. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn
die Schließfeder des Kugelventiles in der Strömungsleitung hinsichtlich der Federkraft
schwächer ausgebildet ist als die Rückstellfeder des Kugelventiles im Druckkanal.
Die unterschiedliche Bemessung der Federkraft stellt sicher, daß das
Kugelventil
in der Strömung leitung bei geringerem Druck des ersten Strömungsmediums, vorzugsweise
Flüssigkeit, öffnet als das vom Druck des zweiten Strömungsmediums beaufschlagte
Sperrventil im Druckkanal Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen,
daß der Hauptkanal auf seiner Durchgangslönge im Bereich zwischen dem darin einmündenden
Ende des Druckkanals und der Strömungsleitung und auf etwa dem gleichen Umfangsbereich
im Inneren quer in den Hauptkanal vorstehende,Staunasen bildende Vorsprünge, vorzugsweise
eine angeformte Verdickung, aufweist. Hierdurch wird auf dem Strömungsweg im Hauptkanal
zwischen der Abzweigung des Druckkanals und dem einmündenden Ende der Strömungsleitung
ein Stau mit Wirbelbildung erzielt, wodurch das in den Hauptkanal eindosierte erste
Strömungsmedium mit dem zweiten Stramungsmedium mitgerissen, verwirbelt und fein
sowie gleichmäßig vermischt wird.
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Die Mitnahme erfolgt dabei zum Teil unterstützt durch entstehende
Injektorwirkung.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Druckkanal
und/oder die Querbohrung im Bereich des einmündenden Endes ein eingesetzes bogenförmiges
Knie aus einem Metall- oder Kunststoffrohrstück aufweisen, das in das Innere des
Hauptkanales hinein vorsteht, wobei der im Hauptkanal verlaufende Knieabschnitt
des Knies in der Querbohrung in Richtung und derjenige des Knies im Druckkanal gegen
die Richtung des den Hauptkanal durchströmenden zweiten Strömungsmediums ausgerichtet
ist. Hierbei wirken die in den Hauptkanal hinein vorstehenden Knieabschnitte als
Blende zur Erzeugung eines Staus. Von Vorteil kann es sein, wenn die Düse innerhalb
des in der Querbohrung angeordneten Knies angeordnet ist, beispielsweise an dessen
innerhalb des Hauptkanales verlaufenden Ende. Diese Gestaltung ist auch dann von
Vorteil, wenn die Strömungsleitung aus miteinander fluchtenden Querbohrung und Querbohrungsabschnitt
gebildet ist; denn dann ist die Düse separat leicht und schnell auswechselbar, ohne
die übrigen Teile in der Strömungsleitung und die Zuleitung demontieren zu müssen.
Hinsichtlich des innerhalb des Druckkanals angeordneten Sperrventils kann die Ventilsitzöffnung
des Druckkanals durch
das innerhalb des letzteren liegende Ende
des Knies selbst gebildet sein, sodaß der Druckkanal zur Bildung der Ventilsitzöffnung
nicht besonders abgestuft zu sein braucht.
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Von Vorteil kann es ferner sein, wenn das Gehäuse als von einer den
Hauptkanal bildenden Längsbohrung durchzogenes Rohrstück ausgebildet ist und wenn
im Rohrstück die Strömungsleitung mit zugeordneter Absperr- und Dosiervorrichtung
und/oder der Druckkanal mit zugeordnetem Sperrventil enthalten sind. Das Rohrstück
kann somit entweder die Strömungsleitung mit allen Teilen oder die Druckleitung
mit allen Teilen oder auch beide gemeinsam enthalten. Außerdem kann das Rohrstück
lösbarer oder unlösbarer Bestandteil einer Absperrvorrichtung mit EinfachiDoppel-
oder Mehrfachabsperrventil sein, Das Rohrstück kann an einem Ende ein Anschlußgewinde
zum unmittelbaren Schraubanschluß des Hauptkanals an ein das zweite Strömungsmedium,
vorzugsweise Luft, zulieferndes Aggregat, vorzugsweise einen drucklufterzeugenden
Kompressor, aufweisen. Ferner kann das Rohrstück im Bereich des das Anschlußgewinde
tragenden Endes ein federbelastetes gegen die Strömungsrichtung des zweiten Strömungsmediums
im Hauptkanal schließendes, unter Druck des zweiten Strömungsmediums seibsttätigöffnendes
Schließventil, vorzugsweise Kugelventil, enthalten. Dieses Schließventil schließt
bei entgegengesetzter Strömungsrichtung des zweiten Strömungsmediums selbsttätig
und öffnet bei Zuführung dieses Mediums.
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Die Anordnung kann ferner so getroffen sein, daß der Druckkanal oder
die daran anschließbare Druckleitung oder der Druckbehälter, letzterer vorzugsweise
in einer æine Einfüllöffnung verschließenden Verschlußkappe, eine Druckablaßöffnung
kleinen Querschnitts aufweist. Hierdurch wird bewußt innerhalb des Ableitweges des
zweiten Strömungsmediums, z.B. Luft, ein geringer Leckstrom erzielt, der jedoch
bei Betrieb keinerlei negativen Einfluß hat. Wird jedoch der Zustrom des zweiten
Strömungsmediums,
z.B. Luft, zum Hauptkanal ganz abgeschaltet,
ist über die kleine Druckablaßöffnung eine selbsttätige Entlüftung des Ableitweges
möglich, sodaß das erste Strömungsmedium innerhalb des Druckbehälters dann nicht
unter Druck steht und letzterer ohne Gefahr, z.B. zum Nachfüllengeöffnet werden
kann. Zugleich wird dann erreicht, daß die Sperrventile in der Strömungs leitung
und im Druckkanal federelastisch in die Schließstellung gebracht werden. Diese Maßnahme
erhöht also die Betriebssicherheit der Einr ichtung wesentlich.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten
Ausfü hrungsbeispie len näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen axialen Längsschnitt,
zum Teil mit Seitenansicht, einer Mischeinrichtung mit Druckbehälter, gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen Längsschnitt eines Teiles einer Mischeinrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 einen Längsschnitt eines Teiles
einer Mischeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispie 1, Fig. 4 einen Längsschnitt
eines Teiles einer Mischeinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispie I, Fig.
5 eine schematische Draufsicht einer Mischeinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 einen axialen Längsschnitt eines Teils der Mischeinrichtung in Fig. 5, Fig.
7 einen axialen Längsschnitt einer Mischeinrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
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In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Mischeinrichtung
10 gezeigt, die über eine Druckleitung 11 und eine Zuleitung 12, beide in Form von
Schläuchen, mit einem Druckbehälter 13 verbunden ist. Der Druckbehälter 13 enthält
im Inneren ein erstes Strömungsmedium, beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schmier-,
Reinigungs- und/oder Defrostflüssigkeit 14. Letztere ist über einen mittels einer
Verschlußkappe 15 verschlossenen Einfüllstutzen 16 einfüllbar. Die Verschlußkappe
15 enthält eine Druckablaßöffnung 17 von sehr kleinem Querschnitt. Im Inneren des
Druckbehälters 13 ist ein Steigrohr 18, z.B. in Gestalt eines flexiblen Schlauches,
angeordnet, das mit seinem unteren Ende mit geringem Abstand vom Behälterboden verläuft.
An das Steigrohr 18 ist ein Anschlußstutzen 19, der über die Behälterwandung nach
außen hin vorsteht, angeschlossen. In Abstand vom Anschlußstutzen 19 ist am Druckbehälter
13 ein zweiter Anschlußstutzen 20 befestigt, der über die Behälterwandung nach außen
hin vorsteht und mit seiner Öffnung in das Behälterinnere ausmündet.
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Die Mischeinrichtung 10 weist ein Gehäuse 30 in Form eines kurzen
Rohrstückes auf, das im Inneren von einer durchgehenden Längsbohrung, die einen
Hauptkanal 31 bildet, durchzogen ist. Am einen, bei der Darstellung in Fig. 1 rechten
Ende weist das Gehäuse 30 ein Anschlußgewinde 32 auf, das zum unmittelbaren Schraubanschluß
des Gehauses 30 mit Hauptkanal 31 an ein nicht gezeigtes Aggregat ausgebildet ist,
das als zweites Strömungsmedium Druckluft erzeugt und in Richtung der Pfeile 33
in den Hauptkanal 31 abgibt. Dieses Aggregat besteht z.B. aus einem Kompressor.
Auch das gegenüberliegende Ende des Gehäuses 30 ist mit einem Anschlußgewinde 34
versehen, über das am Gehause 30 lösbar eine Absperrvorrichtung 35 mit Doppelabsperrventilen
36 befestigbar ist. Die Absperrvorrichtung 35 weist an jedem Zweig ein Schnellanschlußelement
37 auf, an das jeweils mittels eines zugeordneten Anschlußelementes eine nicht gezeigte
Schlauchleitung anschließbar ist, die z.B. zu einem Druckluftwerkzeug führt.
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Das Gehäuse 30 besitzt eine mit dem Hauptkanal 31 strömungstechnisch
in Verbindung stehende Strömungsleitung 38, über die das erste Strömungsmedium,
nämlich die Flüssigkeit 14, die vom Druckbehälter 13 über die Zuleitung 12 zuführbar
ist, in den
Hauptkanal 31 einleitbar ist. In der Strömungsleitung
38 ist eine Absperrt und Dosiervorrichtung angeordnet. Diese besitzt ein unter Druck
selbsttätig öffnendes, federbelastetes Sperrventil in Form eines Kugelventiles 50
und eine dem Kugelventil 50 in Strömungsrichtung gemäß Pfeilen 39 innerhalb der
Strömungsleitung 38 nachgeordnete Düse 60, die als Zerstäuberdüse ausgebildet ist.
Es ist ersichtlich, daß die Strömungsleitung 38 mit ihrem das erste Strömungsmedium,
nämlich die Flüssigkeit 14 zuführenden Ende 40, die Flüssigkeit 14 direkt in den
Hauptkanal 31 abgebend, in den Hauptkanal 31 einmündet.
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Das Kugelventil 50 und die Düse 60 sind innerhalb der Strömungsleitung
38, in Strömungsrichtung gemäß Pfeilen 39 der Flüssigkeit 14 gesehen, vor oder an
dem in den Hauptkanal 31 einmündenden Ende 40 angeordnet. Das Kugelventil 50 ist
dabei so angeordnet und gestaltet, daß es unter dem Druck des ersten Strömungsmediums,
also der Flüssigkeit 14,selbsttätig öffnet.
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Die Düse 60 ist in der Strömungsleitung 38 austauschbar angeordnet,
und zwar am in den Hauptkanal 31 einmündenden Ende 40 der Strömungsleitung 38, wobei
die Düse 60 über dieses Ende hinaus teilweise in den Hauptkanal 31 hinein vorsteht.
Die Düse 60 ist aus einem eingeschraubten Zylinderstück, z.B. aus Kunststoff gebildet,
das im Inneren eine sich in Strömungsrichtung gemäß Pfeilen 39 verjüngende Löngsdüsenbohrung
61 aufweist.
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Die Strömungsleitung 38 besteht im wesentlichen aus mehreren Kanälen.
Sie weist eine in den Hauptkanal 31 einmündende Querbohrung 41 innerhalb des Gehäuses
30 auf, in deren unteren Endabschnitt die Düse 60 eingeschraubt ist. Die Querbohrung
41 ist im Bereich des oberen Endes mittels eines Blindstopfens 42 dicht verschlossen.
Bestandteil der Strömungsleitung 38 ist ferner ein Querbohrungsabschnitt 43 im Gehäuse
30, der mit Abstand und im wesentlichen parallel zur Querbohrung 41 angeordnet und
mit letzterer über einen etwa parallel zum Hauptkanal 31 verlaufenden Stichkanal
44 innerhalb des Gehäuses 30 strömungstechnisch verbunden ist. Der Querbohrungsabschnitt
43 endet in Richtung auf den Hauptkanal 31 als Sacklochbohrung. Am gegenüberliegenden
Ende ist in den Querbohrungsabschnitt 43 ein für den Anschluß der Zuleitung 12 eingerichteter
Leitungsanschlußstopfen 45 eingesetzt, wobei dessen innerhalb des Querbohrungsabschnitts
43
angeordnetes Austrittsende als von der Kugel 51 des Kugelventils 50 beherrschbare
Ventilsitzöffnung 46 ausgebildet ist. Innerhalb des Querbohrungsabschnitts 43 sind
die Kugel 51 und Schließfeder 52 des Kugelventils 50 derart angeordnet, daß die
Kugel 51 mittels der Schließfeder 52 in zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit 14
gemäß Pfeilen 39 entgegengesetzter Richtung gegen die Ventilsitzöffnung 46 drückbar
ist.
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Der Stichkanal 44 ist so angeordnet, daß er, in Strömungsrichtung
gemäß Pfeilen 39 und bei sich in Schließstellung befindlicher Kugel 51 des Kugelventiles
50 ( Fig. 1 ) gesehen, hinter der Kugel 51 in den Querbohrungsabschnitt 43 und vor
der Düse 60 in die Querbohrung 41 einmündet. Der Stichkanal 44 verläuft also zwischen
den beiden letztgenannten Teilen innerhalb der Strömungsleitung 38.
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Ferner ist im Gehäuse 30 in Abstand von der Querbohrung 41 und dem
Querbohrungsabschnitt 43 ein Druckkanal 47 in Form einer quer verlaufenden Bohrung
angeordnet. Der Druckkanal 47 zweigteinen Teil des zweiten Strömungsmediums, das
in Richtung der Pfeile 33 im Hauptkanal 31 strömt, aus letzterem ab. Er mündet mit
einem Ende in den Hauptkanal 31 ein, während am anderen Ende in den Druckkanal 47
ein Druckleitungsanschlußstopfen 48 eingesetzt ist, der für den Anschluß der Druckleitung
11 ausgebildet ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß das eine Ende des Druckkanales
47, in Strömungsrichtung gemäß Pfeilen 33 im Hauptkanal 31 gesehen, vor dem in den
Hauptkanal 31 einmündenden Ende 40 der Strömungsleitung 38 in den Hauptkanal 31
einmündet.
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Die Einmündung kann aber auch bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel
dahinter liegen. Innerhalb des Druckkanales 47 ist ein unter Druck in diesem selbsttätig
öffnendes, federbelastetes Sperrventil in Form eines Kugelventiles 70 angeordnet.
Der Druckkanal 47 besitzt dazu im Inneren eine Ventilsitzöffnung 49 in Form einer
Querschnittsverengung, die von der Sperrkugel 71 des Kugelventiles 70 beherrschbar
ist.
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Letztere und deren zugeordnete Rückstellfeder 72 sind im Druckkanal
47 derart angeordnet, daß die Sperrkugel 71 mittels der Rückstellfeder 72 in zur
Strömungsrichtung gemäß Pfeil 73 des vom Hauptkanal 31 in den Druckkanal 47 abgezweigten
zweiten Strömungsmediums, also Druckluft, entgegengesetzter Richtung gegen die Ventilsitzöffnung
49 drückbar ist.
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Beide Kugelventile 50 und 70 sind in Fig. 2 in ihrer jeweils geschlossenen
Stellung gezeichnet. Deren Kugeln 51 bzw. 71 bestehen jeweils aus Kunststoff und
besitzen vorzugsweise gleichgroße Durchmesser. Die Schließfeder 52 des Kugelventiles
50 ist hinsichtlich der Federkraft schwächer ausgebildet als die Rückstellfeder
72 des Kugelventil es 70. Dadurch öffnet das Kugel ventil 50 früher als das Kugel
ventil 70.
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Der Hauptkanal 31 weist auf seiner Durchgangslönge im Bereich zwischen
dem darin einmündenden Ende des Druckkanales 47 einerseits und den Ende 40 der Strdmungsleitung
38 andererseits, etwa auf dem gleichen Umfangsbereich, im Inneren quer in den Hauptkanal
31 vorstehende, Staunasen bildende Vorsprünge auf, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel
in Fig. 1 durch eine angeformte Verdickung 53 gebildet sind.
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Die Handhabung und Wirkungsweise der Mischeinrichtung 10 ist nachfolgend
erläutert.
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Zur Vorbereitung der Betriebsfähigkeit wird das Gehäuse 30 mit dem
in Fig. 1 rechten Anschlußgewinde 32 auf einen nicht gezeigten Rohranschlußstutzen
unmittelbar am Kompressor aufgeschraubt, so daß das Gehäuse 30 als rohrförmiges
Zwischenstück zwischen dem Kompressoranschluß und der in Fig. 1 links dargestellten
Absperrvorrichtung 35 eingesetzt wird. Der Hauptkanal 31 im Gehäuse 30 führt dabei
das Arbeitsmedium, nömlich Druckluft, das über die Absperrvorrichtung 35 und die
einzelnen Schnellanschlußelemente 37 mit anschließbaren Schläuchen direkt angeschlossenen
Druckluftwerkzeugen als Arbeitsmedium zugeführt wird, wobei dieses zweite Strömungsmedium
den Hauptkanal 31 in Richtung der Pfeile 33 mit Druck durchströmt. Liegt der Druck
dieses zweiten Strömungsmediums über der Schließkraft der Rückstellfeder 72, dann
wird infolge des Druckes die Sperrkugel 71 im Druckkanal 47 von der Ventilsitzöffnung
49 gegen die Rückstellfeder 72 abgehoben, so daß der Druckkanal 47 durchgöngig wird
und abgezweigte Druckluft über dem Druckkanal 47 und die Druckleitung 11 in das
Innere des Druckbehälters 13 eingeleitet wird. Im Druckbehölter 13 steht dann die
Flüssigkeit 14 unter Druck, so daß diese in das untere Ende des Steigrohres 18 hineingedrückt
wird und vom Steigrohr 18 über die Zuleitung 12 und den Leitungsanschlußstopfen
45 in die Strömungsleitung 38 eingeführt wird. Liegt der Druck dieses zugeführten
ersten Strömungsmediums, nämlich der Flüssigkeit 14, über der Schließkraft der Schließfeder
52 des Kugelventils 50, dann wird die Kugel 51 dadurch von der Ventilsitzöffnung
46 des Leitungsanschlußstopfens 45 abgehoben, so daß der Durchgang
vom
Querbohrungsabschnitt 43 zum Stichkanal 44 und von diesem in die Querbohrung 41
freigegeben wird. Die Flüssigkeit 14 durchlauft die Strömungsleitung 38 in Richtung
der Pfeile 39, tritt sodann in die Längsdüsenbohrung 61 der Düse 60 ein und tritt
aus der Löngsdüsenbohrung 61 in einem fein dosierten Strahl aus, der dem zweiten
Strömungsmedium innerhalb des Hauptkanales 31 zugemischt wird. Die Zumischung und
gleichmäßige Verteilung wird gefördert durch die Verdickung 53 im Hauptkanal 31,
die etwa wie eine Blende wirkt und Wirbel 54 erzeugt Dadurch wird erreicht, daß
im Bereich des Anschlußgewindes 34 des Hauptkanales 31 ein gut mit Flüssigkeit 14
in der richtigen Dosierung vermischter Druckluftstrom in Richtung des Pfeil es 55
aus dem Gehäuse 30 austritt und der Absperrvorrichtung 35 zugeführt wird.
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Tritt keine Druckluft in den Hauptkanal 31 ein, beispielsweise weil
der Kompressor abgeschaltet worden ist, dann entlüftet die Druckablaßöffnung 17
in der Verschlußkappe 15 des Druckbehälters 13 den Abzweigpfad, so daß der Druckbehulter
13 nicht mehr unter Druck steht. Zugleich werden die Kugelventile 50 und 70 dann
mittels der zugeordneten Schließfeder 52 bzw. Rückstellfeder 72 wieder in Schließstellung
gebracht, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Beide Kugelventile 50, 70 bewirken ferner,
daß dann, wenn die Strömungsrichtung aus irgend einem Grunde entgegengesetzt zur
vorgesehen Arbeitsströmungsrichtung verläuft, die Kugel ventile 50, 70 selbsttdtig
schließen.
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Das in Fig. 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich
vom ersten dadurch, daß das Gehäuse 30 im Bereich des das Anschlußgewinde 32 tragenden
Endes ein federbelastetes, gegen die Strömungsrichtung gemäß Pfeil 33 im Hauptkanal
31 schließendes und unter dem Druck des Strömungsmediums, also der Druckluft, selbsttätig
öffnendes Schließventil 65 enthält, das als Kugelventil ausgebildet ist und eine
gegen einen Ventilsitzring 66 mittels Feder 67 anpreßbare Schließkugel 68 aufweist.
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Hierdurch wird erreicht, daß bei entgegen der Strömungsrichtung gemäß
Pfeil 33 gerichteter Durchströmung des Hauptkanals 31 die Schließkugel 68 selbsttätig
schließt und daß die Schließkugel 68 nur dann öffnet, wenn der Druck des in Pfeilrichtung
33
zugeführten zweiten Strömungsmediums über der Schließkraft der
Feder 67 liegt.
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Bei dem in Fig. 3 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel ist nur die
Düse dargestellt.
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Diese Düse 74 weist innerhalb der Strömungsleitung 38 eine feste,
sich in Strömungsrichtung kegelförmig verjüngende Düsenbohrung 75 und eine in die
Düsenbohrung 75 drehverstellbar, mehr oder weniger tief hineinragende, stufenlos
verstellbar gehaltene Düsennadel 76 auf, die ein in Strömungsrichtung kegelförmig
spitz zulaufendes Ende besitzt und mittels einer Feder 77 belastet ist, um selbsttätige
Verstellungen zu ver hindern.
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Bei dem in Fig. 4 gezeigten, vierten Ausführungsbeispiel entspricht
die Gestaltung des Querbohrungsabschnitts 43 mit allen Einzelheiten dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Jedoch ist in die Querbohrung 41 sowie in den Druckkanal 47 ein bogenförmiges
Knie 78 bzw. 79 aus einem Metall- oder Kunststoffrohrstück eingesetzt, wobei jedes
Knie 78, 79 in das Innere des Hauptkanales 31 hinein vorsteht. Dabei ist der im
Hauptkanal 31 verlaufende Knieabschnitt des Knies 78 in der Querbohrung 41 in Richtung
und der Knieabschnitt des Knies 79 im Druckkanal 47 gegen die Richtung des den Hauptkanal
31 in Richtung der Pfeile 33 durchströmenden zweiten Strömungsmediums, also Druckluft,
ausgerichtet. Die Verdickung 53 im Hauptkanal 31 kann hierbei entfallen, da die
in den Hauptkanal 31 hinein vorstehenden Knieabschnitte selbst etwa wie Blenden
wirken und innerhalb des Hauptkanals 31 einen Stau mit Wirbelbildung erzeugen. Die
Düse 60 in der Querbohrung 41 ist so wie beim ersten Ausführungsbeispiel gestaltet.
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Sie ist entweder innerhalb des mit der Querbohrung 41 fluchtenden
Abschnitts des Knies 78 oder aber in dem Endbereich des letzteren enthalten, der
in den Hauptkanal 31 hinein vorsteht. Die letztgenannte Anordnung ist in Fig. 4
gestrichelt angedeutet.
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Im Druckkanal 47 entfällt eine Querschnittsverengung zur Bildung der
Ventilsitzöffnung, da der mit dem Druckkanal 47 fluchtende Abschnitt des Knies 79
im Endbereich selbst die Ventilsitzöffnung 80 bilden kann.
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Bei dem in Fig. 5 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse
30 als Rohrstück ausgebildet und entweder lösbarer oder auch unlösbarer Bestandteil
der Absperrvorrichtung 35. Im letztgenannten Fall ist das Gehäuse 30 stofflich einheitlich
integriert in die Absperrvorrichtung 35. Im erstgenannten Fall ist das Gehäuse 30,
wie
in Fig. 6 hinsichtlich des letzteren angedeutet ist, mittels
eines Anschlußgewindes 34, das als Außengewinde ausgebildet ist, auf die Absperrvorrichtung
35 aufschraubbar.
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Bei diesem fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist der Druckkanal
47 mit allen Einzelheiten genau so ausgebildet wie beim vierten Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 4.
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Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom vierten also
durch eine abgewandelte Ausbildung der allgemein mit 38 in Fig. 1 bezeichneten Strömungsleitung.
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Hierbei ist die Anordnung so getroffen, daß die Querbohrung 41, in
der das Knie 78 mit Düse 60 am freien Ende eingesetzt ist, und der Querbohrungsabschnitt
43, der das Kugelventil 50 enthält, in einer Flucht und Verlängerung zueinander
angeordnet sind. Beide Kanäle sind also zu einem durchgehenden Kanal zusammengefaßt.
Dabei stützt sich die Schließfeder 52 des Kugelventils 50 im Bogenbereich des Knies
78 ab.
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Die DUse 60 ist rechtwinklig zum die Schließfeder 52 enthaltenden
Abschnitt des Knies 78 angeordnet. Dadurch ist es möglich, einen Austausch der Düse
60 auch bei dieser Gestaltung vornehmen zu können, ohne die Leitung 12 vom Leitungsanschlußstopfen
45 demontieren zu müssen sowie den Leitungsstopfen 45 mit Kugelventil 50 demontieren
zu müssen.
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Bei dem in Fig. 7 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiel entspricht
die Gestaltung innerhalb der Strömungsleitung 38 voll derjenigen gemäß Fig. 6. Ein
Unterschied besteht jedoch insoweit gegenüber dem fünften Ausführungsbeispiel, als
das in Form eines Rohrstückes gestaltete Gehäuse 81 beim sechsten Ausführungsbeispiel
nur die Strömungsleitung 38 mit Kugel ventil 50 und Düse 60 enthält, nicht hingegen
Elemente der Abzweigleitung zum Abzweigen eines Teils der Druckluft zum Druckbehälter
hin. Diese Abzweigung kann an beliebig anderer Stelle oder in völlig anderer Weise
erfolgen.